閉合電路的歐姆定律課件 2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

第十二章電能

能量守恒定律

第二節(jié)閉合電路的歐姆定律目錄/1.學(xué)習(xí)目標(biāo)2.情景導(dǎo)入3.新課講解4.小試牛刀5.課堂小結(jié)PART01學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道電源內(nèi)部有內(nèi)阻，了解內(nèi)電路和外電路的概念2.知道電動(dòng)勢(shì)的概念，理解閉合電路的歐姆定律3.會(huì)用閉合電路歐姆定律分析路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，會(huì)進(jìn)行相關(guān)的電路分析和計(jì)算學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)PART02情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)圖中小燈泡的規(guī)格都相同，兩個(gè)電路中的電池也相同。多個(gè)并聯(lián)的小燈泡的亮度明顯比單獨(dú)一個(gè)小燈泡暗。如何解釋這一現(xiàn)象呢？PART03新課講解外電路內(nèi)電路內(nèi)電路SR+—RS+—rE內(nèi)電路中的電阻叫內(nèi)電阻，簡(jiǎn)稱內(nèi)阻閉合電路一、認(rèn)識(shí)閉合電路學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)水泵增加水的重力勢(shì)能電源增加電荷的電勢(shì)能水泵抽水靠的是非重力電源移動(dòng)電荷靠的是非靜電力水流AB連通器抽水機(jī)++++電源____+++++++正極負(fù)極學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)怎樣描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小？電勢(shì)能增加1.5J電勢(shì)能增加2.0J干電池：蓄電池：蓄電池比干電池把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)強(qiáng)。（類比引入速度來描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢一樣）假設(shè)電源把電量為1C的正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)電動(dòng)勢(shì)1.定義：非靜電力把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極所做的功跟被搬運(yùn)的電荷量的比值。

數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功2.定義式：（W：非靜電力做的功q：電荷量）3.單位：伏特（V）1V=1J/C標(biāo)量4.物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)的大小5.特點(diǎn):由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積和外電路均無關(guān)學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)電動(dòng)勢(shì)與電壓的區(qū)別電壓U電動(dòng)勢(shì)E物理意義定義式單位聯(lián)系電場(chǎng)力做功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能非靜電力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能W為電場(chǎng)力做的功W為非靜電力做的功伏特（V）電動(dòng)勢(shì)等于電源未接入電路時(shí)兩極間的電勢(shì)差學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)外電路中，電流方向由正極流向負(fù)極(a流向b)，沿電流方向電勢(shì)降低內(nèi)電路中，電流方向由負(fù)極流向正極(d流向c)，沿電流方向電勢(shì)升高歐姆定律二、閉合電路歐姆定律基于上節(jié)所學(xué)的焦耳定律及所學(xué)知識(shí)推導(dǎo)閉合電路的歐姆定律問題1：經(jīng)時(shí)間

t，電源通過非靜電力做功將多少其他形式能轉(zhuǎn)化為電能？Q外＝I2RtW＝Eq

＝EItQ內(nèi)

＝I2rt問題2：經(jīng)時(shí)間

t，電流通過外電阻R做功時(shí)將多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？問題3：經(jīng)時(shí)間

t，電流通過內(nèi)電阻r做功時(shí)又將多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？W＝Q外＋Q內(nèi)EIt＝I2Rt

＋

I2rtE

＝IR

＋I(xiàn)r根據(jù)能量守恒定律，有RS+-rE學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)化學(xué)能電能電場(chǎng)力做功其它形式的能設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，與一個(gè)負(fù)載連成閉合電路，負(fù)載兩端電壓為U1，電路中電流為I，通電時(shí)間為t非靜電力做功根據(jù)能量守恒定律，有學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)在內(nèi)電路中，通過非靜電力做功使正電荷由負(fù)極移到正極，所以電流方向?yàn)樨?fù)極流向正極。注意：內(nèi)電路中，沿電流方向存在電勢(shì)“躍升”，另外由于電源存在內(nèi)阻，沿電流方向電勢(shì)也降低。

學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)（1）內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。電源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和閉合電路的歐姆定律（2）表達(dá)式：（3）適用范圍：外電路為純電阻的閉合電路學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)三、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系U外=E-Ir根據(jù)E=U外+

U內(nèi)，U內(nèi)=Ir，則你能解釋之前實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象：并聯(lián)的小燈泡越多，單個(gè)小燈泡越暗了嗎外電路總電阻路端電壓：外電路的總電壓，也就是伏特表并聯(lián)在電源兩端的讀數(shù)。學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)把

U外

和

I的關(guān)系式

U=E-Ir

變形為

U=(-r)I+E與一次函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)形式

y=kx+b對(duì)比，發(fā)現(xiàn)了什么？根據(jù)

U-I圖像，當(dāng)外電路斷開時(shí)，路端電壓是多少？當(dāng)電源兩端短路時(shí)，電流會(huì)是無窮大嗎？這兩種情況分別對(duì)應(yīng)圖上哪個(gè)點(diǎn)？U-I圖像是一條直線，斜率為-r，斜率的絕對(duì)值是電源內(nèi)阻ry軸(U軸）上的截距為電源電動(dòng)勢(shì)E學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)U=E-IrEI1OIU斷路電壓U短路電流U=I1RU內(nèi)=I1rr=0①當(dāng)R減小時(shí)，I增大，路端電壓減小，當(dāng)外電路短路時(shí)，R等于零，此時(shí)電路中的電流值最大，

，路端電壓等于零②當(dāng)R增大時(shí)，I減小，路端電壓增大，當(dāng)R趨近于無窮大時(shí)，相當(dāng)于外電路斷路（外電路開路），此時(shí)電路中的電流等于零，U=E，即斷路時(shí)路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)1．電源提供的功率：2．電源的輸出功率：3．電源內(nèi)阻上的熱功率：4.供電效率:對(duì)純電阻電路，電源的效率為：rERsIR增大時(shí)電源效率提高閉合電路的功率學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)ORPrPm5.電源最大輸出功率：輸出功率：P出=P-P內(nèi)=IE-I2r=IU外=I2R外（外電阻為純電阻電路）當(dāng)R=r時(shí),電源輸出功率最大,但效率只有百分之五十。學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)具體分析思路：串并聯(lián)分析→局部電阻R→總電阻R總→總電流I總→內(nèi)電壓U內(nèi)→路端電壓U外→各部分電壓、電流變化。2．閉合電路動(dòng)態(tài)分析的三種方法(1)程序法：基本思路是“部分→整體→部分”1.閉合電路動(dòng)態(tài)變化：閉合電路中由于局部電阻變化(或開關(guān)的通斷)引起總電阻、總電流變化從而導(dǎo)致部分電壓、電流變化。R局增大

R總增大→I總減小

U內(nèi)減小→U外增大→U局增大閉合電路動(dòng)態(tài)分析學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)(2)結(jié)論法——“串反并同”。①“串反”：某一電阻增大，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻的電流I、端電壓U、電功率P所有電學(xué)量都減?。荒骋浑娮铚p小，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻所有電學(xué)量都將增大。②“并同”：某一電阻增大，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻的電流I、端電壓U、電功率P所有電學(xué)量都增大；某一電阻減小，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻所有電學(xué)量都減小。學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)特別注意：若不計(jì)電源內(nèi)阻，則路端電壓U外始終等于電源電動(dòng)勢(shì)E，不滿足“串反并同”。其它結(jié)論仍然成立。學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)PART04小試牛刀學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)1.所示的電路中，已知電源的電動(dòng)勢(shì)

，內(nèi)電阻

，電阻

，閉合開關(guān)S后，電路中的電流

I

等于(

)A.5A B.3.0A C.1.5A D.0.5AD學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)答案：D解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律得故ABC錯(cuò)誤，D正確。學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)2.小明家的太陽能電池，因戶外使用時(shí)間較久，廠家標(biāo)記的參數(shù)已模糊不清。為了了解相關(guān)參數(shù)，小明測(cè)量了此電池不接負(fù)載時(shí)兩極間電壓為24.0V，接上10.0Ω的電阻時(shí)兩極間電壓為20.0V。則此電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為(

)A.24.0V和2.0ΩB.20.0V和2.0Ω

C.24.0V和10.0Ω

D.20.0V和10.0ΩA學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)答案：A解析：不接負(fù)載時(shí)兩極間電壓為，則電池的電動(dòng)勢(shì)為；根據(jù)閉合電路歐姆定律有代入數(shù)據(jù)解得故選A。學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)3.如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為

E

和

r，在滑動(dòng)變阻器的滑片P由a向b緩慢移動(dòng)的過程中，下列說法正確的是(

)A.電路的總電阻先減小后增大B.電源的總功率先增大后減小C.電容器所帶電荷量先減少后增多D.電源的效率先減小后增大C學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)答案：C解析：A.滑動(dòng)變阻器Pa段與Pb段并聯(lián)，然后

與和電源串聯(lián)，滑片從a向b緩慢移動(dòng)的過程中，電路的總電阻先增大后減小，故A錯(cuò)誤；B.由閉合電路歐姆定律可知干路中的電流先減小后增大，因此電源總功率

先減小后增大，故B錯(cuò)誤；C.

兩端的電壓先減小后增大，它與電容器并聯(lián)，根據(jù)

可知電容器所帶電荷量先減少后增多，故C正確；D.電源的效率滑片從a向b緩慢移動(dòng)的過程中，路端電壓為由于I先減小后增大，因此U先增大后減小，可知電源效率先增大后減小，故D錯(cuò)誤。PART05課堂小結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)①

閉合電路（1）外電路：電源外部的電路叫外電路，由用電器和導(dǎo)線組成，其總電阻稱為外電阻R.外電路兩端的電壓稱為外電壓，通常也叫路段電壓.（2）內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路叫內(nèi)電路，其電阻稱為內(nèi)阻r.

電動(dòng)勢(shì)（1）定義：在電源內(nèi)部，非靜電力所做的功W與所移動(dòng)的電荷量q之比叫電動(dòng)勢(shì).（2）定義式：（3）數(shù)值：電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移動(dòng)到正極所做的功.電源之外的電路12不是決定式學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)（4）單位：伏特（V），簡(jiǎn)稱伏.（5）物理意義：表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能（非靜電力做功）的本領(lǐng)大小.（6）特性：電源的電動(dòng)勢(shì)反映了電源的特性，由電源中非靜電力的特性決定，與外電路無關(guān).

閉合電路的歐姆定律（1）內(nèi)容